如圖6-8所示是一種懸球式加速度儀,它可以用來測(cè)定沿水平軌道運(yùn)動(dòng)的列車的加速度.金屬球的質(zhì)量為m,它系在金屬絲的下端.金屬絲的上端懸掛在O點(diǎn).AB是一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻電阻絲,其阻值為R.金屬絲與電阻絲接觸良好,摩擦不計(jì).電阻絲的中點(diǎn)C焊接一根導(dǎo)線,從O點(diǎn)也引出一根導(dǎo)線,兩線之間接入一個(gè)電壓表V,金屬絲和導(dǎo)線的電阻不計(jì).圖中虛線OC與AB垂直,且OC=h.電阻絲AB接在電壓為U的直流穩(wěn)壓電源上,整個(gè)裝置固定在列車中使AB沿著車前進(jìn)的方向.列車靜止時(shí)金屬絲呈豎直狀態(tài);當(dāng)列車加速或減速前進(jìn)時(shí),金屬絲將偏離豎直方向.從電壓表V的讀數(shù)變化可以測(cè)出加速度的大小.

圖6-8

(1)當(dāng)列車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),試導(dǎo)出加速度a與電壓表讀數(shù)U′的關(guān)系式(用U′、U、L、h及重力加速度g表示).

(2)用導(dǎo)出的a與U′的關(guān)系式說明表盤刻度表示a,其刻度是否均勻?

解析:(1)設(shè)列車的加速度為a時(shí),小球偏離豎直方向θ角,此時(shí)小球受力情況如圖所示.根據(jù)牛頓第二定律有

mgtanθ=ma                                                                  ①

由幾何關(guān)系有tanθ=/h                                                     ②

由①②兩式解得a=g/h                                                     ③

列車加速為a時(shí),設(shè)電壓表的讀數(shù)為U′,則有

U′=··                                                           ④

由④得=U′L/U                                                        ⑤

將⑤代入③得a=g                                                    ⑥

(2)由⑥可知,g、L、U、h均為常數(shù),則列車的加速度與電壓表讀數(shù)U′成正比,可將電壓表的刻度一一對(duì)應(yīng)地改成a的數(shù)值,因而可知表盤上a的刻度值與電壓刻度一樣是均勻的.

答案:(1)a=g  (2)是


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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖5-6所示是一種測(cè)量血壓的壓力傳感器在工作時(shí)的示意圖.薄金屬片P固定有4個(gè)電阻R1、R2、R3、R4(如圖5-7所示),左邊是它的側(cè)面圖,這四個(gè)電阻連接成電路如圖5-8所示,試回答下列問題:

(1)開始時(shí)金屬片中央O點(diǎn)未加任何壓力,欲使電壓表無示數(shù),則4個(gè)電阻應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系?

(2)當(dāng)O點(diǎn)加一個(gè)壓力F后發(fā)生形變,這時(shí)4個(gè)電阻也隨之發(fā)生形變,形變后各電阻大小如何變化?

(3)電阻變化后,電阻的A、B兩點(diǎn)哪點(diǎn)電壓高?它為什么能測(cè)量電壓?

圖5-6

圖5-7

圖5-8

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科目:高中物理 來源: 題型:

一種半導(dǎo)體材料稱為“霍爾材料”,用它制成的元件稱為“霍爾元件”,這種材料有可定向移動(dòng)的電荷,稱為“載流子”,每個(gè)載流子的電荷量大小為q=1.6×1019 C,霍爾元件在自動(dòng)檢測(cè)、控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,如錄像機(jī)中用來測(cè)量錄像磁鼓的轉(zhuǎn)速、電梯中用來檢測(cè)電梯門是否關(guān)閉以及自動(dòng)控制升降電動(dòng)機(jī)的電源的通斷等.

在一次實(shí)驗(yàn)中,一塊霍爾材料制成的薄片寬ab=1.0×102 m、長(zhǎng)bc=4.0×102 m、厚h=1.0×103 m,水平放置在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,bc方向通有I=3.0 A的電流,如圖11-8所示,由于磁場(chǎng)的作用,穩(wěn)定后,在沿寬度方向上產(chǎn)生1.0×105 V的橫向電壓.

(1)假定載流子是電子,adbc兩端中哪端電勢(shì)較高?

(2)薄板中形成電流I的載流子定向運(yùn)動(dòng)的速率為多大?

(3)這塊霍爾材料中單位體積內(nèi)的載流子個(gè)數(shù)為多少?

圖11-8

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖4-6-8所示是一種延時(shí)開關(guān).當(dāng)S1閉合時(shí),電磁鐵F將銜鐵D吸下,將C線路接通.當(dāng)S1斷開時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時(shí)間才被釋放,則(    )

圖4-6-8

A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用

B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用

C.如果斷開B線圈的電鍵S2,無延時(shí)作用

D.如果斷開B線圈的電鍵S2,延時(shí)將變長(zhǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖6-8所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,已知這列波沿x軸正方向傳播,波速為20 m/s,P是離原點(diǎn)為2 m的一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn).則在t=0.17 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的:①速度和加速度都沿-y方向;②速度沿+y方向,加速度沿-y方向;③速度和加速度都正在增大;④速度正在增大,加速度正在減小.

以上四種判斷中正確的是(    )

A.只有①            B.只有④            C.只有①④            D.只有②③

圖6-8

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